Effect of surfactant on electrochemical properties of supercapacitor

Napięcie powierzchniowe cieczy ma istotny wpływ na transport masy i energii na granicy międzyfazowej. W superkondensatorze, gdzie ładunek gromadzony jest dzięki istnieniu podwójnej warstwy elektrycznej na granicy faz pomiędzy elektrodą a elektrolitem, napięcie powierzchniowe elektrolitu wpływa na zwilżalność i powinowactwo z materiałem węglowej elektrody. Poprawa zwilżalności elektrody przez elektrolit zwiększa dostępność porowatych powierzchni elektrod węglowych dla jonów elektrolitu. Dzięki temu możliwie jest zgromadzenie większej liczby ładunków oraz obniżenie łącznej, wewnętrznej oporności urządzenia. W pracy przedstawiono wpływ zmniejszenia napięcia powierzchniowego – poprawę zwilżalności materiału węglowego elektrolitem na właściwości elektrochemiczne superkondensatora. Zmiany napięcia powierzchniowego realizowano dodając do elektrolitu surfaktanty. Surfakanty dodawano poniżej krytycznego stężenia micelarnego, aby uniknąć tendencji do tworzenia agregatów, które mogą blokować pory węglowej elektrody. Właściwości elektrochemiczne celki kondensatora sprawdzono metodami woltametrii cyklicznej, galwanostatycznego ładowania i rozładowania oraz spektroskopii impedancyjnej.The surface tension of liquids has a significant impact on the transport of mass and energy at the interface. In case of supercapacitor, where the charge is collected by the existence of electrical double layer at the interface between electrode and electrolyte, surface tension of an electrolyte reflects the wettability and affinity for the electrode material. The improvement of the wettability of electrode in the electrolyte increases the access of electrolyte to the surface of porous carbon electrode and accordingly better charge accumulation is achieved. It also results in a lower internal resistance of cell. In this work, impact of decreasing surface tension and increasing the electrolyte wetting properties on the electrochemical properties of supercapacitor were investigated. Improvement of these properties has been achieved through the inclusion of surfactant to electrolyte. Surfactants were added under critical micelle concentrations (CMC) to avoid surfactant tendency to form aggregates, that can block the pore in carbon electrode. Properties of electrochemical capacitor cell by cyclic voltammetry methods, galvanostatic charge and discharge and impedance spectroscopy were measured

Application of polymer nanowires for storing electric energy in supercapacitors

W artykule przedstawiono przebieg i wyniki prac badawczych nad wykorzystaniem technologii chemicznego otrzymywania nanodrutów polianiliny (PANI) do wytwarzania elektrod superkondensatorów. Elektrody badano w modelowym superkondensatorze określając zdolność do elektrochemicznego gromadzenia energii elektrycznej wykorzystując zjawisko tzw. pseudopojemności – gromadzenia ładunku w aktywowanym polimerze elektroprzewodzącym. Zbadano właściwości elektrochemiczne celki kondensatora metodami woltametrii cyklicznej, galwanostatycznym ładowaniem i rozładowaniem oraz spektroskopii impedancyjnej. Przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów technologicznych otrzymywania nanodrutów na właściwości elektrochemiczne związane z gromadzeniem ładunku elektrycznego. Określono wpływ starzenia polimeru na zdolność do gromadzenia ładunków elektrycznych. Określono możliwość poprawy właściwości mechanicznych i przewodnictwa elektrycznego nanodrutów PANI przez zastosowanie nanorurek węglowych do wytworzenia nanokompozytu PANI/MWCNT.The paper presents the progress and results of research work on the preparation of polyaniline nanowires (PANI) by chemical technology, to produce supercapacitors electrode. The electrodes were tested in the model of supercapacitor specifying ability to electrochemical energy storage on the electrical phenomenon way of pseudocapacitance - the charge storing in the activated electroconducting polymer. Properties of electrochemical capacitor cell by cyclic voltammetry methods, galvanostatic charge and discharge and impedance spectroscopy were measured. The results of the influence of technological parameters on electrochemical properties associated with the accumulation of electric charge of obtained nanowires are presented. The effect of aging of the polymer on the ability to accumulate electric charges were described. The possibility for improving the mechanical properties and electrical conductivity of PANI nanowires by using carbon nanotubes to produce nanocomposite PANI / MWCNT were investigated in this work

PANI/MWCNT nanocomposities used as electrode material in supercapacitors

Nanokompozyty polianilina/wielościenne nanorurki węglowe (PANI/MWCNT) wytworzone przy wykorzystaniu metody 'in situ' polimeryzacji utleniającej aniliny w wodnej dyspersji wielościennych nanorurek węglowych zostały przebadane pod kątem wykorzystania jako materiał elektrodowy dla superkondensatorów. Właściwości superkondensatorowe kompozytu typu core-shell zostały wyznaczone przy pomocy pomiarów woltametrii cyklicznej oraz galwanostatycznego ładowania i rozładowania. Badania termoanalityczne (TG/DSC) i zdjęcia ze skaningowego mikroskopu elektronowego pozwoliły określić faktyczną strukturę nanokompozytu oraz stopień dyspersji nanorurek w matrycy polimerowej. Celem pracy jest wykorzystanie specyficznej struktury kompozytu typu core-shell do projektowania nowych materiałów, o obiecujących właściwościach, mogących znaleźć zastosowania jako elektrody superkondensatorów.Polyaniline/multi-walled carbon nanotube (PANI/MWCNT) composite has been synthesized by 'in situ' oxidizing polymerization of aniline in water dispersion of MWCNTs and has been tested as supercapacitor electrode material. Supercapacitive behavior of shell-core composite has been investigated by cyclic voltammetry and galvanostatic charge-discharge tests. Thermoanalytical tests (TG/DSC) and scanning electron microscope images have been caried out to obtain information about the nanocomposite composition and degree of nanotubes dispersion in polymer matrix. The research is aimed at utilization of the specific structure of the shell-core composite type for designing new materials with promising properties, which could find application as supercapacitor electrode material

Unconventional energy sources and storages

Spalanie węgla dla uzyskania energii jest przyczyną znacznej degradacji środowiska naturalnego z tego powodu pojawiły się tendencje do zmniejszania udziału szkodliwych źródeł energii. Zanieczyszczenie środowiska w Polsce znacznie przekracza europejskie normy. Oczekuje się, że nowy trend w energetyce powinien spowodować wzrost wykorzystania nowych źródeł energii, które są mniej niebezpieczne dla środowiska. Ponadto światowe zasoby konwencjonalnych źródeł energii szybko kończą się. Odnawialne, czyste źródła energii takie jak: energia pozyskiwana z wodoru i biomasy, elektrownie wodne, energia wiatru i słońca zyskują na znaczeniu i w ogólnym bilansie energetycznym ich udział musi ciągle wzrastać. Nową filozofią rozwoju przemysłu energetycznego jest jego decentralizacja (energetyka rozproszona) gdzie dominować będzie duża liczba małych elektrowni położonych blisko użytkownika. Taka idea może być z sukcesem realizowana w Polsce powodując całkowitą samowystarczalność energetyczną.Burning of coal in energy production causes a considerable degradation of natural environment, hence a tendency occurs to move over to less harmful energy sources. The environment pollution in Poland is highly exceeding the European standards. A new trend should be expected towards to increase of using the raw materials which are less dangerous for the environment. Besides, world resources of conventional energy sources soon will finished. Renewable clean energy sources, such as hydrogen energy, water power, wind and solar energy gain on importance, and their share in overall energy balance must constantly increase. A new philosophy of the development of power industry is represented by the so called distributed (decentralized) power industry, consisting of a number of small power plants localized near and user. Such ideas can be successfully realized in Poland, ensuring complete power self-sufficiency

Effect of laser cutting on magnetic properties of electrical steels

W artykule przedstawiono wpływ metody wycinania blach elektrotechnicznych na ich właściwości magnetyczne. Badania wykonano dla blachy elektrotechnicznej niezorientowanej. Zbadano wpływ zastosowanej atmosfery ochronnej (powietrza oraz azotu) na charakterystyki magnesowania i stratność blach elektrotechnicznych. Wyniki badań wykazały, że zastosowanie atmosfery ochronnej powietrza ma bardziej niekorzystny wpływ na właściwości magnetyczne blach niż atmosfera azotu.The paper presents the influence of laser cutting of electrical steels on their magnetic properties. The research was made on an non-oriented electrical steels M330-50A type. The influence of applied technological atmosphere during laser cutting on magnetization characteristics and losses of electrical steels was tested. Measurements results indicated that application of air as atmosphere has more destructive effect on magnetic properties of electrical steels than nitrogen one

Effect of menopausal hormone therapy on the levels of magnesium, zinc, lead and cadmium in post-menopausal women

Introduction and objective: The level of trace elements is extremely important for the maintenance of normal functioning of the human body. The risk of disturbance of their balance increases especially dynamically during the period of menopause. The objective of the study was the effect of MHT on the levels of bioelements (Mg and Zn) in blood plasma, and toxic metals (Pb and Cd) in the whole blood in postmenopausal women. Materials and methods: The study covered 323 women at postmenopausal age from the population of the West Pomeranian Region, in whom the levels of Mg, Zn, Pb and Cd were determined. The women were divided into two groups: study and control. The study group were 152 women who used menopausal hormone therapy (MHT). The control group were 171 women who did not use MHT, and had had their final menstrual period at least one year prior to inclusion in the study. The mean age of the women examined was 56±5. Results: Significantly higher levels of the bioelements Mg, Zn were observed in women who used MHT, compared to the control group (p<0.05). The concentration of Pb in whole blood was significantly lower in the study than the control group: 16.09±7.33 μg/l and 20.18±9.01 μg/l, respectively. An elevated level of Cd in whole blood was found in both groups of women: 0.9±1.03 μg/l and 0.8±1.1 μg/l, respectively. It was noted that women who used MHT more frequently declared the presence of climacteric symptoms (p<0.05). Conclusions: 1) Higher levels of Mg and Zn were found in blood plasma of women who used MHT. 2) The mean concentration of Cd in the blood of women in both groups was similar. 3) In women who use MHT the level of Pb in whole blood was lower, compared to the rest of the women